有A、B、C、D、E、F 6种元素,A是周期表中原子半径最小的元素,B是电负性最大的元素,C的2p轨道中有3个未成对的单电子,F原子核外电子数是B与C核外电子数之和,D是主族元素且与E同周期,E能形成红色(或砖红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物,D与B可形成离子化合物,其晶胞结构如图所示。
请回答下列问题:
(1)E元素原子基态时的电子排布式为________________________________________________________________________。
(2)F的氧化物FO3分子的空间构型为________。
(3)CA3极易溶于水,其原因主要是________________________________________________________________________。
与其最简单分子互为等电子体的阳离子为________。
(4)下列分子结构图中的“”表示相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分,“
”表示氢原子,小黑点“
”表示没有形成共价键的最外层电子,短线表示共价键。
则在以上分子中,中心原子采用sp3杂化形成化学键的是________(填写序号);在②的分子中有________个σ键和________个π键。
(5)从图中可以看出,D与B形成的离子化合物的化学式为________。
(6)图中,若D与B的离子化合物晶体的密度为a g·cm-3,则晶胞的体积是________________________________________________________________________(写出表达式即可)。
高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。
(1)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如下图所示:
|
湿法 |
强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液 |
干法 |
Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物 |
(3)干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
甲醇汽油是由10%一25%的甲醇与其他化工原料、添加剂合成的新型车用燃料,可达到国标汽油的性能和指标。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
Ⅰ、工业上合成甲醇一般采用下列反应:CO(g)+2 H2(g) CH3 OH(g) △H="a" kJ/mol,
下表是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K):
温度/0C |
250 |
310 |
350 |
K |
2.041 |
0.250 |
0.012 |
(1)由表中数据判断△H a0(填“>”、“=”或“<”)。
(2)某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应达到平衡后,测得c(CO)="0.5" mol·L-1,则此时的温度为0C。
(3)在容积固定的密闭容器中发生上述反应,各物质的浓度如下表:
浓度mol/L 时间/min |
c(CO) |
c(H2) |
c(CH3OH) |
0 |
0.8 |
1.6 |
0 |
2 |
0.6 |
1.2 |
0.2 |
4 |
0.3 |
0.6 |
0.5 |
6 |
0.3 |
0.6 |
0.5 |
①反应从2 min到4 min之间,H2的反应速率为。
②反应达到平衡时CO的转化率为。
③反应在第2 min时改变了反应条件,改变的条件可能是(填序号)。
A.使用催化剂 B.降低温度 C.增加H2的浓度
(4)向容积相同、温度分别为T1和T2的两个密闭容器中均充入1 molCO和2 mol H2,发生反应CO(g)+2 H2(g)CH3 OH(g)△H="a" kJ/mol。恒温恒容下反应相同时间后,分别测得体系中CO的百分含量分别为w1和w2;已知T1<T2,则
w1w2(填序号)。
A.大于B.小于C.等于D.以上都有可能
Ⅱ、甲醇在化学电源方面也有着重要应用。写出以甲醇为燃料,氢氧化钠溶液为电解质溶液的原电池中负极的电极反应式:。
化合物X(C12H13O4Br)是一种重要化工原料,存在如下转化关系:
已知:①与官能团直接相连的碳原子称为α-C,α-C上的H称为α-H,易被取代。
②通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基。.
根据以上信息回答:
(1)已知D能与碳酸氢钠反应生成二氧化碳,则D中官能团的名称是___________,检验A物质是否完全反应可选用的试剂是_______(填编号)。
①银氨溶液②氯化铁溶液
③氢氧化钠的酚酞溶液④新制氢氧化铜的悬浊液
(2)B→E的反应类型是_____________。
(3)已知F在一定条件下可以发生加聚反应生成高分子化合物,写出E和足量NaOH的醇溶液加热反应的化学方程式___________________________________。
(4)C的同分异构体中遇氯化铁溶液显紫色,且能发生银镜反应的物质共有种,请任写一种物质的结构简式______________。
前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中,A和B的价电子层中未成对电子均只有1个,并且A_和B+的电子相差为8;与B位于同一周期的C和D,它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数相差为2。回答下列问题:
(1)D2+的价层电子排布图为_______________。
(2)四种元素中第一电离最小的是_________________,电负性最大的是________________。(填元素符号)
(3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。
①该化合物的化学式为_____________;D的配位数为_______;
②列式计算该晶体的密度为___________g·cm-3。(列式并计算)
资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放,还可重新获得燃料或重要工业产品。
(1)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+ CO2(g)= NH2CO2NH4(s)△H = -159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)= CO(NH2)2(s)+ H2O(g) △H = +116.49 kJ·mol-1
③H2O(l)= H2O(g)△H =+88.0 kJ·mol-1
试写出NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式。
(2)在一定条件下,二氧化碳转化为甲烷的反应如下:
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH<0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2:0.2mol·L—1,H2:0.8mol·L—1,CH4:0.8mol·L—1,H2O:1.6mol·L—1,起始充入CO2和H2的物质的量分别为、。CO2的平衡转化率为。
②现有两个相同的恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器I、II,在I中充入1 molCO2,和4 molH2,在II中充入1 mol CH4和2 mol H2 O(g) ,300℃下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是(填字母)。
A.容器I、II中正反应速率相同 |
B.容器I、II中CH4的物质的量分数相同 |
C.容器I中CO2的物质的量比容器II中的多 |
D.容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和小于1 |
(3)华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如图所示:
①上述生产过程的能量转化方式是。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应式为,阴极的电极反应式为。